(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチホップリレー(ｍｕｌｔｉ−ｈｏｐ ｒｅｌａｙ)無線通信を実行する海上通信装置であって、
基地局又は無線信号を中継する他の海上通信装置＃１と通信する第１の通信部；
他の海上通信装置＃２と通信する第２の通信部；及び、
前記第１の通信部と前記第２の通信部を連結するブリッジ；を含み、
前記第１の通信部は、第１のＡＰ集合を含み、
前記第１のＡＰ集合の複数のＡＰは、各々、互いに異なる方向に向ける指向性アンテナと連結され、
前記第２の通信部は、第２のＡＰ集合を含み、
前記第２のＡＰ集合の複数のＡＰは、各々、互いに異なる方向に向ける指向性アンテナと連結されることを特徴とする、海上通信装置。
【請求項２】
前記第１のＡＰ集合の複数のＡＰは、互いに異なる無線チャネルを使用し、
前記第２のＡＰ集合の複数のＡＰは、互いに異なる無線チャネルを使用することを特徴とする、請求項１に記載の海上通信装置。
【請求項３】
前記第１のＡＰ集合の複数のＡＰは、互いに重ならない無線チャネルを使用し、
前記第２のＡＰ集合の複数のＡＰは、互いに重ならない無線チャネルを使用することを特徴とする、請求項１に記載の海上通信装置。
【請求項４】
前記第１の通信部は回転することによって、第１の指向性アンテナの方向が前記基地局に向けるようにし、
前記第１の指向性アンテナは、前記第１のＡＰ集合に含まれる前記複数のＡＰのうち前記基地局が通信を実行する無線チャネルと同じ無線チャネルを使用するＡＰと連結されたものであることを特徴とする、請求項２に記載の海上通信装置。
【請求項５】
第１の指向性アンテナは回転することによって、前記第１の指向性アンテナの方向が前記基地局に向けるようにし、
前記第１の指向性アンテナは、前記第１のＡＰ集合に含まれる前記複数のＡＰのうち前記基地局が通信を実行する無線チャネルと同じ無線チャネルを使用するＡＰと連結されたものであることを特徴とする、請求項２に記載の海上通信装置。
【請求項６】
前記第１の通信部は、前記他の海上通信装置＃１の移動情報及び回転情報のうち少なくとも一つの情報を受信することを特徴とする、請求項２に記載の海上通信装置。
【請求項７】
前記第１の通信部は、前記受信された少なくとも一つの情報に基づいて回転し、第１の指向性アンテナの方向が前記他の海上通信装置＃１に向けるようにし、
前記第１の指向性アンテナは、前記第１のＡＰ集合に含まれる前記複数のＡＰのうち前記他の海上通信装置＃１が通信を実行する無線チャネルと同じ無線チャネルを使用するＡＰと連結されたものであることを特徴とする、請求項６に記載の海上通信装置。
【請求項８】
第１の指向性アンテナは、前記受信された少なくとも一つの情報に基づいて回転し、前記他の海上通信装置＃１方向に向けるようにし、
前記第１の指向性アンテナは、前記他の海上通信装置＃１が通信を実行する無線チャネルと同じ無線チャネルを使用するＡＰと連結されたものであることを特徴とする、請求項６に記載の海上通信装置。
【請求項９】
前記第１のＡＰ集合又は前記第１のＡＰ集合に含まれる前記複数のＡＰに各々連結される指向性アンテナは、前記受信された少なくとも一つの情報を基盤にし、前記海上通信装置を基準にした前記他の海上通信装置＃１の相対的回転方向及び回転角に対応して回転することを特徴とする、請求項６に記載の海上通信装置。
【請求項１０】
前記他の海上通信装置＃１の移動情報及び回転情報のうち少なくとも一つの情報を測定する位置測定部をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の海上通信装置。
【請求項１１】
前記第１の通信部は、前記測定された少なくとも一つの情報に基づいて回転し、第１の指向性アンテナの方向が前記他の海上通信装置＃１に向けるようにし、
前記第１の指向性アンテナは、前記第１のＡＰ集合に含まれる前記複数のＡＰのうち前記他の海上通信装置＃１が通信を実行する無線チャネルと同じ無線チャネルを使用するＡＰと連結されたものであることを特徴とする、請求項１０に記載の海上通信装置。
【請求項１２】
前記第１の指向性アンテナは、前記測定された少なくとも一つの情報に基づいて回転し、前記他の海上通信装置＃１方向に向けるようにし、
前記第１の指向性アンテナは、前記他の海上通信装置＃１が通信を実行する無線チャネルと同じ無線チャネルが割り当てられたＡＰと連結されたものであることを特徴とする、請求項１０に記載の海上通信装置。
【請求項１３】
前記第１のＡＰ集合又は前記第１のＡＰ集合に含まれる前記複数のＡＰに各々連結される指向性アンテナは、前記測定された少なくとも一つの情報を基盤にし、前記海上通信装置を基準にした前記他の海上通信装置＃１の相対的回転方向及び回転角に対応して回転することを特徴とする、請求項１０に記載の海上通信装置。
【請求項１４】
複数の通信部を含む海上通信装置におけるマルチホップリレー(ｍｕｌｔｉ−ｈｏｐ ｒｅｌａｙ)無線通信を実行する方法であって、
第１の通信部に備えられた第１の指向性アンテナを介して基地局又は無線信号を中継する他の海上通信装置＃１から信号を受信するステップ；
第２の通信部に備えられた第２の指向性アンテナを介して他の海上通信装置＃２に前記信号を送信するステップ；
前記基地局の位置情報、前記他の海上通信装置＃１の移動情報、及び回転情報のうち少なくとも一つの情報を取得するステップ；及び、
前記取得した少なくとも一つの情報に基づいて前記第１の通信部又は前記複数の第１の指向性アンテナを回転するステップ；を含む、無線通信実行方法。
【請求項１５】
前記第１の通信部は、複数のＡＰを含み、
前記複数のＡＰは、互いに異なる方向に向ける指向性アンテナと各々連結され、
前記第１の指向性アンテナは、前記複数のＡＰが各々連結される指向性アンテナのうち一つであることを特徴とする、請求項１４に記載の無線通信実行方法。
【請求項１６】
前記複数のＡＰは、互いに異なる無線チャネルを使用することを特徴とする、請求項１５に記載の無線通信実行方法。
【請求項１７】
前記複数のＡＰは、互いに重ならない無線チャネルを使用することを特徴とする、請求項１５に記載の無線通信実行方法。
【請求項１８】
前記基地局の位置情報、前記他の海上通信装置＃１の移動情報、及び回転情報のうち少なくとも一つの情報を取得するステップは、
前記基地局の位置情報、前記他の海上通信装置＃１の移動情報、及び回転情報のうち少なくとも一つの情報を前記第１の通信部を介して前記基地局又は前記他の海上通信装置＃１から受信することを含むことを特徴とする、請求項１５に記載の無線通信実行方法。
【請求項１９】
前記第１の通信部又は前記第１の指向性アンテナを回転するステップは、
前記第１の指向性アンテナが前記基地局又は前記他の海上通信装置＃１方向に向けるように前記第１の通信部又は前記第１の指向性アンテナを回転することを含み、
前記第１の指向性アンテナは、前記複数のＡＰのうち前記基地局又は前記他の海上通信装置＃１から前記信号が受信される無線チャネルと同じ無線チャネルを使用するＡＰに連結された指向性アンテナであることを特徴とする、請求項１６に記載の無線通信実行方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信に関し、より詳しくは、海上広帯域無線通信システムにおいて、指向性アンテナを使用して海上で船舶のような移動通信局と多重無線通信をする方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有無線通信技術の発展につれて、地上では多様な通信機器がいつどこででも広帯域通信網に接続してサービスを受けることができる環境が構築されている。しかし、海上通信は、非常に古くなった通信にもかかわらず、相対的にその発展速度が遅く進行している実情である。海上通信は、簡単な文字送信サービスを除いては、ほとんどが音声中心の通信サービスに限定されている。
【０００３】
海上では有線通信のためのインフラ構築が難しくて無線通信中心のサービスに依存せざるを得ず、無線通信においてもインフラ構築に困難さがある。それにより、海上通信は、無線周波数の通達距離限界によって低速のＭＦ(Ｍｅｄｉｕｍ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ)、ＨＦ(Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ)、ＶＨＦ(Ｖｅｒｙ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ)帯域通信を利用し、遠距離を運行する船舶は、高価の衛星通信に依存している。
【０００４】
一方、１９８６年１１月に国際海事機関(ＩＭＯ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍａｒｉｔｉｍｅ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ)で採択された改正ＳＯＬＡＳ(Ｓａｆｅｔｙ ｏｆ Ｌｉｆｅ ａｔ Ｓｅａ)条約が１９９２年２月に発効され、１９９９年から３００ＧＴ(総トン数、Ｇｒｏｓｓ Ｔｏｎｎａｇｅ)以上の全船舶にＧＭＤＳＳ(Ｇｌｏｂａｌ Ｍａｒｉｔｉｍｅ Ｄｉｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｙｓｔｅｍ)が適用され、これに対する技術開発が進行されている。ＧＭＤＳＳは、海上での人命安全のためにデジタル通信技術、衛星通信技術を利用して世界のいずれの船舶で船舶が遭難されてもその船舶から陸上の救助機関や近所を航海する他の船舶に迅速、正確な救助を求めることが可能であり、また、陸上から航海安全に対する情報などを適切に受信することができるシステムである。
【０００５】
また、最近、電磁的方法により船舶と陸上の海上情報を収集、統合、交換、表現、及び分析することができるようにすることによって、海上での安全と保安及び海洋環境を保護しようとするｅ−ナビゲーション(ｅ−Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ)開発が進行されている。
【０００６】
このようなＧＭＤＳＳとｅ−ナビゲーションの開発につれて順次船舶間通信及び船舶と陸地との間の通信をサポートする４Ｓ(Ｓｈｉｐ−Ｓｈｉｐ、Ｓｈｉｐ−Ｓｈｏｒｅ)通信に対する必要性が増加しており、航海中の船上でも大容量データ送信に対する要求が増加している。これにより最近地上の最新無線通信技術を海上に適用して海上用無線メッシュネットワークを構築するための研究と、マルチホップ(ｍｕｌｔｉ−ｈｏｐ)リレー(ｒｅｌａｙ)技術を利用して無線通信インフラ構築が難しい海上で広帯域無線データ通信サービスを提供するための研究などが進行されている。しかし、地上の最新無線通信技術を海上に適用する海上広帯域無線通信システムの場合、使用周波数特性によって電波通達距離が短いという問題点が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の技術的課題は、海上広帯域無線通信システムにおける指向性アンテナを使用することで、無線通信を実行する方法及びその装置を提供することである。
【０００８】
本発明の他の技術的課題は、海上広帯域無線通信システムにおける指向性アンテナを使用することで、Ｐ２ＭＰ(Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ)通信を実行する方法及びその装置を提供することである。
【０００９】
本発明の他の技術的課題は、第１の通信部と第２の通信部を別に備えることで、船舶の移動及び回転による無線チャネルの変更を最小化することである。
【００１０】
本発明の他の技術的課題は、第１の通信部と第２の通信部で使用する無線チャネルを別にすることによって無線チャネル間衝突を最小化することである。
【００１１】
本発明の他の技術的課題は、他の無線チャネルが割り当てられた複数の指向性アンテナを使用することで、空間再使用利得を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様によると、マルチホップリレー(ｍｕｌｔｉ−ｈｏｐ ｒｅｌａｙ)無線通信を実行する海上通信装置を提供する。前記装置は、基地局又は無線信号を中継する他の海上通信装置＃１と通信する第１の通信部、他の海上通信装置＃２と通信する第２の通信部、及び前記第１の通信部と前記第２の通信部を連結するブリッジを含み、前記第１の通信部は、第１のＡＰ集合を含み、前記第１のＡＰ集合の複数のＡＰは、各々、互いに異なる方向に向ける指向性アンテナと連結され、前記第２の通信部は、第２のＡＰ集合を含み、前記第２のＡＰ集合の複数のＡＰは、各々、互いに異なる方向に向ける指向性アンテナと連結されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の一態様によると、複数の通信部を含む海上通信装置におけるマルチホップリレー(ｍｕｌｔｉ−ｈｏｐ ｒｅｌａｙ)無線通信を実行する方法を提供する。前記方法は、第１の通信部に備えられた第１の指向性アンテナを介して基地局又は無線信号を中継する他の海上通信装置＃１から信号を受信するステップ、第２の通信部に備えられた第２の指向性アンテナを介して任意の他の海上通信装置＃２に前記信号を送信するステップ、前記基地局の位置情報、前記他の海上通信装置＃１の移動情報、及び回転情報のうち少なくとも一つの情報を取得するステップ、及び前記取得した少なくとも一つの情報に基づいて前記第１の通信部又は前記第１の指向性アンテナを回転するステップを含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、固定された通信インフラを構築しにくい海上環境で移動中である船舶の間にＰ２ＭＰ通信を実行することができ、空間再使用利得を得ることができる。
【００１５】
本発明によると、無線信号を中継する他船の移動及び/又は回転情報を利用して自船の第１の通信部を回転することによって船舶の移動及び/又は回転による無線チャネルの変更を容易に且つ速く実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一例に係る海上広帯域無線通信をサポートするための海上通信装置の構造図である。
【図２】本発明の一例に係る海上通信装置で実行されるマルチホップリレー通信を示す。
【図３】海上通信装置を構成する第１の通信部に含まれている第１のＡＰ集合の複数のＡＰに互いに重ならない無線チャネルを割り当てた例を示す。
【図４】船舶の移動(及び回転)によって海上通信装置の間に使用する無線チャネルが変更される例を示す。
【図５】本発明による第１の通信装置のＡＰに連結されたアンテナを回転する例を示す。
【図６】本発明による複数の通信部を含む海上通信装置でマルチホップリレーを実行する方法の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本明細書では本発明の一部実施例を例示的な図面を介して詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するにあたって、同じ構成要素に対しては、たとえ、他の図面上に表示されても、可能のかぎり同じ符号を有していることを留意しなければならない。また、本明細書で本発明の実施例を説明するにあたって、関連した公知構成又は機能に対する具体的な説明が本明細書の要旨を不明にすると判断される場合にはその詳細な説明は省略する。
【００１８】
本発明による海上通信装置は、固定された通信インフラを構築しにくい海上環境で無線通信距離拡張のために指向性アンテナを使用する。また、海上通信装置は、前記指向性アンテナの方位角を考慮して複数のＡＰを備える。この場合、好ましくは、海上通信装置は、前記指向性アンテナの方位角を考慮して３６０度全方向がカバーできるように複数のＡＰ(ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ)を備えることができる。これは移動中である船舶に円滑なＰ２ＭＰ通信が可能にし、空間再使用利得を得るためである。海上通信装置は、船舶又は海上構造物に位置することができ、これを介して船舶間(又は、船舶と海上構造物との間)無線通信をサポートすることができる。一方、海上通信装置が位置した船舶(又は、海上構造物)が移動する場合、既に設定された船舶間(又は、船舶と海上構造物との間)の指向性アンテナ方向が狂う問題が発生することができる。このような問題は、マルチホップリレーが構成される場合にさらに深刻である。本発明では無線通信チャネルが連結された他船の移動(及び、回転)情報を利用して自船のアンテナを回転することによって前記問題を解決することができるようにした。
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明すると、以下の通りである。
【００２０】
図１は、本発明の一例に係る海上広帯域無線通信をサポートするための海上通信装置の構造図である。
【００２１】
図１を参照すると、海上通信装置は、第１の通信部１００、第２の通信部１１０、ブリッジ１２０を含む。また、海上通信装置は、船内網１３０をさらに含むことができる。海上通信装置は、船舶又は海上構造物に位置することができる。海上通信装置は、陸上又は海上などに位置した基地局に直接的な無線連結を介して通信網に接続することができ、他の海上通信装置の中継(例えば、マルチホップリレー)を介して通信網に接続することもできる。
【００２２】
第１の通信部１００は、第１のＡＰ集合１０１、１０２、１０３、１０４を含む。第１のＡＰ集合１０１、１０２、１０３、１０４は、複数のＡＰを含み、例えば、前記複数のＡＰは、ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３、ＡＰ４に区分されることができる。図１において、第１のＡＰ集合１０１、１０２、１０３、１０４は、４個のＡＰを含むと示したが、前記ＡＰの数は例示に過ぎず、場合によって、第１のＡＰ集合１０１、１０２、１０３、１０４は、より少ない数のＡＰ又はより多くの数のＡＰを含むこともできる。また、第１の通信部１００は、電波遮断部材１０５、１０６、１０７、１０８をさらに含むことができる。これは指向性アンテナの意図方向と異なる方向に電波が放射されることを意味するサイドローブ(ｓｉｄｅ−ｌｏｂｅ)又はバックローブ(ｂａｃｋ−ｌｏｂｅ)などを防止するためである。第１の通信部１００は、地上又は海上などに位置した基地局を介して通信網(例えば、ＷＣＤＭＡ（登録商標）、ＬＴＥ等)に直接連結することができ、他の船舶などに位置する海上通信装置の第２の通信部と連結してマルチホップリレーを介して通信網に連結することもできる。即ち、第１の通信部１００は、地上又は海上などに位置した基地局と通信を実行することができる。
【００２３】
第１のＡＰ集合１０１、１０２、１０３、１０４に含まれている複数のＡＰは、各々、指向性アンテナを含む。この場合、第１のＡＰ集合１０１、１０２、１０３、１０４に含まれている前記複数のＡＰが含むそれぞれの指向性アンテナが互いに異なる方向に向けるように、前記それぞれの指向性アンテナを配置することができる。また、第１のＡＰ集合１０１、１０２、１０３、１０４に含まれている前記複数のＡＰの各々は、互いに異なる又は互いに重ならない無線チャネルが割り当てられることができる。例えば、第１のＡＰ集合１０１、１０２、１０３、１０４が４個のＡＰを含み、前記各ＡＰが９０度方位角の指向性アンテナを含む場合、前記各ＡＰに含まれる前記指向性アンテナの方位角が互いに重ならないように、前記各ＡＰに含まれる前記指向性アンテナを配置することによって、第１の通信部１００は、３６０度全方向をカバーすることができる。他の例として、第１の通信部１００が６個のＡＰを含み、前記各ＡＰが６０度方位角の指向性アンテナを含む場合、前記各ＡＰに含まれる前記指向性アンテナの方位角が互いに重ならないように前記各ＡＰに含まれる前記指向性アンテナを配置することによって、第１の通信部１００は、３６０度全方向をカバーすることができる。
【００２４】
第２の通信部１１０は、第２のＡＰ集合１１１、１１２、１１３、１１４を含む。第２のＡＰ集合１１１、１１２、１１３、１１４は、複数のＡＰを含み、例えば、前記複数のＡＰは、ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３、ＡＰ４に区分されることができる。図１において、第２のＡＰ集合１１１、１１２、１１３、１１４は、４個のＡＰを含むと示したが、前記ＡＰの数は例示に過ぎず、場合によって、第２のＡＰ集合１１１、１１２、１１３、１１４は、より少ない数のＡＰら又はより多くの数のＡＰを含むこともできる。また、第２の通信部１１０は、電波遮断部材１１５、１１６、１１７、１１８をさらに含むことができる。これは指向性アンテナの意図方向と異なる方向に電波が放射されることを意味するサイドローブ又はバックローブなどを防止するためである。第２のＡＰ集合１１１、１１２、１１３、１１４に含まれている複数のＡＰは、各々、指向性アンテナを含む。この場合、第２のＡＰ集合１１１、１１２、１１３、１１４に含まれている前記複数のＡＰが含むそれぞれの指向性アンテナが互いに異なる方向に向けるように、前記それぞれの指向性アンテナを配置することができる。また、第２のＡＰ集合１１１、１１２、１１３、１１４に含まれている前記複数のＡＰの各々は、互いに異なる又は互いに重ならない無線チャネルが割り当てられることができる。
【００２５】
第２の通信部１１０は、他の船舶などに位置した他の海上通信装置に含まれている第１の通信部と連結して中継機能を遂行する。例えば、第１の通信部１００が直接又は第３の海上通信装置を介して陸上基地局と通信している場合、第２の通信部１１０は、前記他の海上通信装置の第１の通信部と連結(通信)されて中継機能を遂行することができる。
【００２６】
ブリッジ１２０は、第１の通信部１００及び第２の通信部１１０を有線又は無線に連結する。また、船舶(又は、海上構造物)の内部通信網である船内網１３０が存在する場合、ブリッジ１２０は、船内網１３０をさらに連結することができる。ブリッジ１２０は、第１の通信部１００及び第２の通信部１１０の接続制御、チャネル管理、及び情報収集機能を遂行することができる。
【００２７】
本発明による海上通信装置は、第１の通信部１００と第２の通信部１１０を分離して備え、第１の通信部１００は、基地局方向の通信を実行し、第２の通信部１１０は、海上(他の船舶又は海上構造物)方向の通信を各々実行するようにすることによって、複数の無線チャネルの衝突無しに海上無線通信において空間再使用利得を得ることができる。ここで、基地局方向又は海上方向とは、マルチホップリレー無線通信を実行するにあたって相対的な方向を意味することができる。例えば、船舶＃１に位置する海上通信装置＃１、船舶＃２に位置する海上通信装置＃２、船舶＃３に位置する海上通信装置＃３があり、海上通信装置＃１が直接基地局に連結され、海上通信装置＃２が海上通信装置＃１を介して基地局に連結され、海上通信装置＃３が海上通信装置＃２を介して基地局に連結される場合、船舶＃１は、基地局方向の船舶ということができ、海上通信装置＃１は、基地局方向の海上通信装置ということができ、船舶＃３は、海上方向の船舶ということができ、海上通信装置＃３は、海上方向の海上通信装置ということができる。また、船舶＃２は、船舶＃３に対しては相対的に基地局方向の船舶であると見ることもでき、船舶＃１に対しては相対的に海上方向の船舶であると見ることもできる。また、海上通信装置＃２は、海上通信装置＃３に対しては相対的に基地局方向の海上通信装置であると見ることもでき、海上通信装置＃１に対しては相対的に海上方向の海上通信装置であると見ることもできる。
【００２８】
図２は、本発明の一例に係る海上通信装置で実行されるマルチホップリレー通信を示す。
【００２９】
図２を参照すると、海上通信装置＃１は船舶＃１に位置し、海上通信装置＃２は船舶＃２に位置し、そして、海上通信装置＃３は船舶＃３に位置した場合を示している。海上通信装置＃１は、第１の通信部２０１、ブリッジ２０２、第２の通信部２０３を含む。海上通信装置＃２は、第１の通信部２１１、ブリッジ２１２、第２の通信部２１３を含む。海上通信装置＃３は、第１の通信部２２１、ブリッジ２２２、第２の通信部２２３を含む。
【００３０】
図２において、船舶＃１が基地局方向の船舶であり、船舶＃３が海上方向の船舶であり、船舶＃２、具体的に船舶＃２に位置した海上通信装置＃２が中継役割を遂行する。この場合、海上通信装置＃１から海上通信装置＃３方向にダウンリンク(ｄｏｗｎｌｉｎｋ)が形成され、海上通信装置＃３から海上通信装置＃１方向にアップリンク(ｕｐｌｉｎｋ)が形成される。
【００３１】
ダウンリンクの場合、海上通信装置＃１に含まれている第２の通信部２０３から海上通信装置＃２に含まれている第１の通信部２１１にダウンリンク信号を送信し、前記ダウンリンク信号は、海上通信装置＃２に含まれているブリッジ２１２を介して海上通信装置＃２に含まれている第２の通信部２１３にフォワーディング(ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ)又は伝達(ｔｒａｎｓｆｅｒ)される。海上通信装置＃２に含まれている第２の通信部２１３は前記ダウンリンク信号を海上通信装置＃３に含まれている第１の通信部２２１に送信する。
【００３２】
アップリンクの場合、これと反対方向に実行される。即ち、海上通信装置＃３に含まれている第１の通信部２２１から海上通信装置＃２に含まれている第２の通信部２１３にアップリンク信号を送信し、前記アップリンク信号は、海上通信装置＃２に含まれているブリッジ２１２を介して海上通信装置＃２に含まれている第１の通信部２１１にフォワーディング又は伝達される。海上通信装置＃２に含まれている第１の通信部２１１は、前記アップリンク信号を海上通信装置＃１に含まれている第２の通信部２０３に送信する。
【００３３】
前記の場合、海上通信装置＃１に含まれている第２の通信部２０３と海上通信装置＃２に含まれている第１の通信部２１１は、無線チャネル＃１を介して互いに連結される。また、海上通信装置＃２に含まれている第２の通信部２１３と海上通信装置＃３に含まれている第１の通信部２２１は、無線チャネル＃２を介して互いに連結される。この場合、無線チャネル＃１と無線チャネル＃２は、無線チャネル衝突を最小化するために互いに重ならない異なる無線チャネルが使われることができる。
【００３４】
本発明では前記のように第１の通信部と第２の通信部を分離した後にブリッジで連結する構造を介して船舶の移動及び回転による無線チャネルの変更が最小化されることができる。また、マルチホップリレー過程で使われる無線チャネルを異なるようにすることによって無線チャネル間衝突が最小化されることができる。
【００３５】
図３は、海上通信装置を構成する第１の通信部に含まれている第１のＡＰ集合の複数のＡＰに互いに重ならない無線チャネルを割り当てた例を示す。
【００３６】
図３を参照すると、第１の通信部３００は、第１のＡＰ集合３０１、３０２、３０３、３０４を含む。第１のＡＰ集合３０１、３０２、３０３、３０４に含まれる複数のＡＰは、無線チャネル間衝突を防止するために無線チャネルが互いに重ならないように割り当てられる。即ち、ＡＰ１はチャネルＡが割り当てられ、ＡＰ２はチャネルＢが割り当てられ、ＡＰ３はチャネルＣが割り当てられ、そしてＡＰ４はチャネルＤが割り当てられることができる。例えば、第１の通信部３００が２.４ＧＨｚ帯域のＩＳＭ(Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ、Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、Ｍｅｄｉｃａｌ)バンドを使用する場合、使用する無線チャネルが互いに重ならないように、ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３、及びＡＰ４に各々１番、５番、９番、及び１３番チャネルを割り当てることができる。
【００３７】
図３は、第１の通信部に含まれている複数のＡＰを示しているが、第２の通信部の第２のＡＰ集合に含まれる複数のＡＰも、前述したように互いに重ならない範囲で無線チャネルが各々割り当てられることができる。
【００３８】
一方、船舶の移動(及び回転)によって船舶に位置する海上通信装置の位置及び方向が変わることができ、これにより、海上通信装置間に通信のために使用する無線チャネルが変更されることができる。この場合、新たな無線チャネルを探して再び前記新たな無線チャネルを設定する過程が複雑であり、新たな無線チャネルを設定する中、通信が断絶される問題点がある。さらに、マルチホームリレー通信を構成する場合、船舶の移動(及び回転)によって無線チャネルが変更される場合、連結された他の船舶に位置した他の海上通信装置の無線チャネルが順次変更されなければならない波及効果(ｒｉｆｆｌｅ ｅｆｆｅｃｔ)が発生することができる。
【００３９】
図４は、船舶の移動(及び回転)によって海上通信装置の間に使用する無線チャネルが変更される例を示す。
【００４０】
図４を参照すると、(Ａ)は船舶の移動(及び回転)前の船舶間通信に使われるＡＰ及び無線チャネルを示し、(Ｂ)は船舶の移動(及び回転)後の船舶間通信に使われるＡＰ及び無線チャネルを示す。第２の通信部４００は、基地局方向の船舶である船舶＃１の海上通信装置に備えられた第２の通信部を示し、第１の通信部４１０は、海上方向の船舶である船舶＃２の海上通信装置に備えられた第１の通信部を示す。
【００４１】
船舶の移動(及び回転)前、船舶＃１の第２の通信部４００と船舶＃２の第１の通信部４１０は、チャネルＢ４２０を使用して通信している。以後、船舶の移動(及び回転)によって船舶＃１の第２の通信部４００と船舶＃２の第１の通信部４１０は。新たな無線チャネルであるチャネルＡ４３０を使用して通信するようにＡＰの変更が必要である。本発明では基地局の位置情報又は他船(具体的に無線信号を中継する他の海上通信装置)の移動及び/又は回転情報を利用して自船のＡＰに連結された指向性アンテナを回転することによって容易に無線チャネルを変更する方法を提案する。
【００４２】
図５は、本発明による第１の通信装置のＡＰに連結されたアンテナを回転する例を示す。
【００４３】
図５を参照すると、第２の通信部５００は、基地局方向の海上通信装置である海上通信装置＃１に備えられた第２の通信部を示し、第１の通信部５１０は、海上方向の海上通信装置である海上通信装置＃２に備えられた第１の通信部を示す。海上通信装置＃１の第２の通信部５００と海上通信装置＃２の第１の通信部５１０は、無線チャネルであるチャネルＢを介して連結されている。
【００４４】
海上通信装置＃２は、海上通信装置＃１の移動及び/又は回転に対する情報を取得する。例えば、海上通信装置＃２は、海上通信装置＃１の移動及び/又は回転に対する情報を海上通信装置＃１からビーコン(ｂｅａｃｏｎ)信号やパケットを受信して取得することができ、又はレーダーやＧＰＳ(ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ)を介して取得することもできる。または、海上通信装置＃２は、前述した手段の一部又は全部を総合して海上通信装置＃１の移動及び/又は回転情報を取得することもできる。一例として、第１の通信部５１０は、無線信号を中継する海上通信装置＃１の移動情報及び回転情報のうち少なくとも一つの情報をさらに受信することができる。他の例として、海上通信装置＃２に備えられて第２の通信部５００を含む海上通信装置は、海上通信装置＃１の移動情報及び回転情報のうち少なくとも一つの情報を測定する位置測定部をさらに含むことができる。
【００４５】
海上通信装置＃２は、受信又は測定した海上通信装置＃１の移動及び/又は回転に対する情報と自分の移動及び/又は回転情報に基づいて、第１の通信部５１０を回転したり、第１の通信部５１０の第１のＡＰ集合５１１、５１２、５１３、５１４に各々備えられた(又は、連結される)指向性アンテナを回転することによって無線チャネルを容易に且つ速く変更することができる。即ち、第１の通信部５１０又は第１の通信部５１０の第１のＡＰ集合５１１、５１２、５１３、５１４に各々備えられた指向性アンテナは、海上通信装置＃１の移動及び/又は回転に対する情報に基づいて回転し、これにより、第１の通信部５１０に含まれる第１のＡＰ集合に含まれる複数のＡＰのうち海上通信装置＃１と(具体的には海上通信装置＃１の第２の通信部５００と)通信を実行するときに使用する無線チャネルと同じ無線チャネルが割り当てられたＡＰの指向性アンテナが海上通信装置＃１方向に向けるようにすることができる。
【００４６】
また、海上通信装置＃２は、受信又は測定した海上通信装置＃１の移動及び/又は回転に対する情報と自分の移動及び/又は回転情報を基盤にし、海上通信装置＃２を基準にした海上通信装置＃１の相対的回転方向及び回転角(又は、回転速度)に対応して、第１の通信部５１０の第１のＡＰ集合５１１、５１２、５１３、５１４に各々連結される指向性アンテナを回転することができる。
【００４７】
例えば、海上通信装置＃１の第２の通信部５００と海上通信装置＃２の第１の通信部５１０は、無線チャネルであるチャネルＢが割り当てられたＡＰ２(５０２)及びＡＰ２(５１２)を介して通信が連結されており、海上通信装置＃１が時計方向に回転する場合、海上通信装置＃２は、海上通信装置＃１の回転角又は回転速度を考慮して第１の通信部５１０又は第１の通信部５１０の第１のＡＰ集合５１１、５１２、５１３、５１４に各々備えられた指向性アンテナを時計方向に回転することによって、チャネルＡ５０１及びチャネルＡ５１１を介して通信を連結することができる。具体的に、図５のように、海上通信装置＃１の第２の通信部５００は、第２のＡＰ集合５０１、５０２、５０３、５０４を含み、前記第２のＡＰ集合５０１、５０２、５０３、５０４に含まれるＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３、及びＡＰ４は、各々、指向性アンテナを備え、各々チャネルＡ、チャネルＢ、チャネルＣ、及びチャネルＤが割り当てられており、海上通信装置＃２の第１の通信部５１０は、第１のＡＰ集合５１１、５１２、５１３、５１４を含み、前記第１のＡＰ集合５１１、５１２、５１３、５１４に含まれるＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３、及びＡＰ４は、各々、指向性アンテナを備え、各々チャネルＡ、チャネルＢ、チャネルＣ、及びチャネルＤが割り当てられており、現在海上通信装置＃１の第２の通信部５００と海上通信装置＃２の第１の通信部５１０は、チャネルＢが割り当てられたＡＰ２(５０２)及びＡＰ２(５１２)を介して連結されている場合、海上通信装置＃１が時計方向に回転する場合、海上通信装置＃２は第１の通信部５１０を時計方向に回転し、海上通信装置＃１が反時計方向に回転する場合、海上通信装置＃２は第１の通信部５１０を反時計方向に回転することによって、無線チャネルマッチング(ｍａｔｃｈｉｎｇ)を実行することができる。
【００４８】
図５では無線チャネルマッチングのために第１の通信部５１０を回転する動作を示しているが、これは例示に過ぎず、もし、第１の通信部５１０に含まれる前記第１のＡＰ集合５１１、５１２、５１３、５１４に含まれるＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３、及びＡＰ４に各々具備(又は、連結)される指向性アンテナが回転することができる場合には、前記各々備えられる指向性アンテナを回転することによって、海上通信装置＃１、具体的には第２の通信部５００が通信を実行(又は、信号を送信)する無線チャネルと同じ無線チャネルが割り当てられたＡＰ、例えば、ＡＰ２(５１２)の指向性アンテナが海上通信装置＃１方向に向けるようにすることもできる。
【００４９】
また、図５では海上通信装置＃２が海上通信装置＃１の移動及び/又は回転に対する情報に基づいて海上通信装置＃２に含まれている第１の通信部５１０又は第１の通信部５１０の第１のＡＰ集合５１１、５１２、５１３、５１４に各々連結された指向性アンテナを回転する動作を示しているが、海上通信装置＃２が第１の通信部５１０を介して直接基地局と通信している場合、前記基地局の位置情報に基づいて海上通信装置＃２に含まれている第１の通信部５１０又は第１の通信部５１０の第１のＡＰ集合５１１、５１２、５１３、５１４に各々連結された指向性アンテナを回転することもできる。一例として、第１の通信部５１０が回転することによって、第１のＡＰ集合５１１、５１２、５１３、５１４に含まれる複数のＡＰのうち前記基地局が通信を実行する無線チャネルと同じ無線チャネルを使用するＡＰと連結された指向性アンテナが前記基地局に向けるようにすることができる。他の例として、第１の通信部５１０の第１のＡＰ集合５１１、５１２、５１３、５１４に各々連結された指向性アンテナを回転することによって、第１のＡＰ集合５１１、５１２、５１３、５１４に含まれる複数のＡＰのうち前記基地局が通信を実行する無線チャネルと同じ無線チャネルを使用するＡＰと連結された指向性アンテナが前記基地局に向けるようにすることができる。
【００５０】
図６は、本発明による複数の通信部を含む海上通信装置でマルチホップリレーを実行する方法の一例を示す。前記海上通信装置は、第１の通信部及び第２の通信部を含む。
【００５１】
図６を参照すると、海上通信装置は、第１の通信部に備えられた第１の指向性アンテナを介して基地局又は無線信号を中継する他の海上通信装置＃１から信号を受信する(Ｓ６００)。ここで、前記信号はダウンリンク信号である。また、ここで、前記第１の通信部に備えられたＡＰは、複数であり、前記複数のＡＰが各々連結される指向性アンテナは、互いに異なる方向に向けることができる。前記第１の指向性アンテナは、前記複数のＡＰが各々連結される指向性アンテナのうち一つである。また、前記複数のＡＰは、互いに重ならない無線チャネルを使用することができる。
【００５２】
海上通信装置は、第２の通信部に備えられた第２の指向性アンテナを介して他の海上通信装置＃２に前記信号を送信する(Ｓ６１０)。ここで、他の海上通信装置＃２は、前記信号の目的地(ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ)であり、又は前記信号を第３の海上通信装置に中継する中継装置である。ここで、前記第２の通信部に備えられたＡＰは、複数であり、前記複数のＡＰが各々連結される指向性アンテナは、互いに異なる方向に向けることができる。前記第２の指向性アンテナは、前記第２の通信部に備えられた複数のＡＰが各々連結される指向性アンテナのうち一つである。また、前記複数のＡＰは、互いに重ならない無線チャネルを使用することができる。
【００５３】
海上通信装置は、前記基地局の位置、又は前記他の海上通信装置＃１の移動情報及び回転情報のうち少なくとも一つの情報を取得する(Ｓ６２０)。この場合、海上通信装置は、前記基地局の位置情報、前記他の海上通信装置＃１の移動情報、及び回転情報のうち少なくとも一つの情報を前記第１の通信部を介して前記基地局又は他の海上通信装置＃１から受信することができる。または、海上通信装置は、別の測定又は計算装置を介して前記基地局の位置情報、他の海上通信装置＃１の移動情報、及び回転情報のうち少なくとも一つの情報を取得することもできる。前記基地局の位置情報は、絶対的な位置情報であってもよく、海上通信装置の位置を基盤にした相対的な位置情報であってもよい。
【００５４】
海上通信装置は、前記取得した少なくとも一つの情報に基づいて前記第１の通信部又は第１の指向性アンテナを回転する(Ｓ６３０)。海上通信装置は、前記第１の指向性アンテナが前記基地局又は前記他の海上通信装置＃１方向に向けるように前記第１の通信部又は前記第１の指向性アンテナを回転することができる。この場合、前記第１の指向性アンテナは、前記基地局又は前記他の海上通信装置＃１から信号が送信される無線チャネルと同じ無線チャネルを使用するＡＰに連結された指向性アンテナである。
【００５５】
これにより、海上通信装置は、固定された通信インフラを構築しにくい海上環境で移動中である船舶間にＰ２ＭＰ通信を実行することができ、空間再使用利得を得ることができる。また、海上通信装置は、無線信号を中継する他船の移動及び/又は回転情報を利用して自船の第１の通信部を回転することによって、船舶の移動及び/又は回転による無線チャネルの変更を容易に且つ速く実行することができる。
【００５６】
以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から外れない範囲で多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明に開示された実施例は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は、請求範囲によって解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれると解釈されなければならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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